非对称炉体的温度控制方法及半导体工艺设备与流程

本发明涉及半导体，尤其是涉及非对称炉体的温度控制方法及半导体工艺设备。

背景技术：

1、随着光伏技术的发展，光伏设备中的炉体正朝着“大产能、短节拍”的方向发展，不断缩短炉体的回温时间。目前，半导体工艺设备如光伏pecvd(plasma enhanced chemicalvapor deposition，等离子体增强化学气相沉积)设备通常采用在炉体内增加辅热管进行加热，但是，辅热管寿命短，导致维护成本高，此外，辅热管的输出功率还会对炉体主回路当前温度的测温进行干扰，从而影响炉体的温度控制，进而影响了光伏设备的产品质量。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供非对称炉体的温度控制方法及半导体工艺设备，以缓解上述问题，提高了非对称炉体的温场分布一致性。

2、第一方面，本发明实施例提供了一种非对称炉体的温度控制方法，非对称炉体包括多个非对称控温管段，每个非对称控温管段具有疏加热区和密加热区；其中，密加热区中加热元件的分布密度大于疏加热区中加热元件的分布密度；该方法包括：

3、对任一非对称控温管段，获取主回路疏区当前温度，根据主回路疏区当前温度和主回路疏区温度设定值确定主回路疏区输出功率，并将主回路疏区输出功率通过串级策略对标至副回路疏区温度设定值；其中，主回路疏区当前温度用于表征该非对称控温管段的疏加热区中内偶监测的炉体反应腔内部的当前温度；

4、获取副回路疏区当前温度，根据副回路疏区当前温度和副回路疏区温度设定值确定副回路疏区输出功率，并控制疏加热区中加热元件按照副回路疏区输出功率进行加热；其中，副回路疏区当前温度用于表征该非对称控温管段的疏加热区中外偶监测的炉体反应腔外部的加热元件的当前温度；

5、确定该非对称控温管段在当前工艺任务对应的预设系数，根据副回路疏区输出功率和预设系数计算得到副回路密区输出功率，并控制该非对称控温管段的密加热区中加热元件按照副回路密区输出功率进行加热。

6、优选地，根据副回路疏区当前温度和副回路疏区温度设定值确定副回路疏区输出功率的步骤之前，该方法还包括：按照预设校准方式，基于预设基准值对副回路疏区当前温度进行校准，并根据校准后的副回路疏区当前温度和副回路疏区温度设定值确定副回路疏区输出功率；其中，预设校准方式包括手动校准方式和自动校准方式。

7、优选地，基于预设基准值对副回路疏区当前温度进行校准的步骤，包括：计算预设基准值和副回路疏区当前温度之间的差值，并根据差值对副回路疏区当前温度进行校准，以使校准后的副回路疏区当前温度等于预设基准值。

8、优选地，计算预设基准值和副回路疏区当前温度之间的差值的步骤之后，该方法还包括：若差值的绝对值大于预设偏差阈值，则生成报警提示信息，以提示对疏加热区中的外偶进行检查。

9、优选地，获取副回路疏区当前温度的步骤之前，该方法还包括：获取非对称炉体的温场参数；其中，温场参数包括以下至少之一：内偶温度、外偶温度和加热元件的输出功率；若温场参数与对应的预设阈值之间的差值均不大于预设误差，判定非对称炉体达到预设稳态条件；以及，当非对称炉体达到预设稳态条件时，获取副回路疏区当前温度。

10、优选地，预设系数包括比例系数和偏置参数，根据副回路疏区输出功率和预设系数计算得到副回路密区输出功率的步骤，包括：根据副回路疏区输出功率、比例系数和偏置参数，线性计算得到副回路密区输出功率。

11、优选地，根据副回路疏区输出功率、比例系数和偏置参数，线性计算得到副回路密区输出功率的步骤，包括：

12、副回路密区输出功率的计算公式如下：

13、y＝a*x+b

14、其中，y表示副回路密区输出功率，x表示副回路疏区输出功率，a表示比例系数，b表示偏置参数。

15、优选地，根据副回路疏区输出功率和预设系数计算得到副回路密区输出功率的步骤之前，该方法还包括：确定非对称炉体执行的当前工艺任务的工艺类型，并根据工艺类型在预设系数集合中确定比例系数和偏置参数；其中，工艺类型包括以下之一：装片、升温、抽真空、捡漏、调压、淀积、充氮和卸片。

16、第二方面，本发明实施例还提供一种半导体工艺设备，包括控制器和非对称炉体；其中，控制器用于利用上述第一方面的方法对非对称炉体的温度进行控制。

17、第三方面，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器运行时执行上述第一方面的方法的步骤。

18、本发明实施例带来了以下有益效果：

19、本发明实施例提供了非对称炉体的温度控制方法及半导体工艺设备，对于非对称炉体的各个非对称控温管段，首先根据其主回路疏区当前温度和主回路疏区温度设定值确定主回路疏区输出功率，并将主回路疏区输出功率通过串级策略对标至副回路疏区温度设定值；然后，获取副回路疏区当前温度，并根据副回路疏区当前温度和副回路疏区温度设定值确定副回路疏区输出功率，并控制疏加热区中加热元件按照副回路疏区输出功率进行加热；以及，根据副回路疏区输出功率和该非对称控温管段在当前工艺任务对应的预设系数计算得到副回路密区输出功率，并控制密加热区中加热元件按照副回路密区输出功率进行加热。上述温度控制方式，对每个非对称控温管段，均根据其副回路疏区输出功率和该非对称控温管段在当前工艺任务对应的预设系数计算得到其副回路密区输出功率，并控制该非对称控温管段的密加热区中加热元件按照副回路密区输出功率进行加热，实现了每个非对称控温管段的副回路密区输出功率跟随副回路疏区输出功率变化，规避了现有炉体辅热管加热与炉体加热温场相互干扰的问题，从而提高了炉体温场分布一致性，进而满足了半导体工艺设备“快升温、好控温”的设备需求。

20、本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

21、为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

技术特征：

1.一种非对称炉体的温度控制方法，所述非对称炉体包括多个非对称控温管段，每个所述非对称控温管段具有疏加热区和密加热区；其中，所述密加热区中加热元件的分布密度大于所述疏加热区中加热元件的分布密度；其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述副回路疏区当前温度和所述副回路疏区温度设定值确定副回路疏区输出功率的步骤之前，所述方法还包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于预设基准值对所述副回路疏区当前温度进行校准的步骤，包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述计算所述预设基准值和所述副回路疏区当前温度之间的差值的步骤之后，所述方法还包括：

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取副回路疏区当前温度的步骤之前，所述方法还包括：

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设系数包括比例系数和偏置参数，所述根据所述副回路疏区输出功率和所述预设系数计算得到副回路密区输出功率的步骤，包括：

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据所述副回路疏区输出功率、所述比例系数和所述偏置参数，线性计算得到所述副回路密区输出功率的步骤，包括：

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据所述副回路疏区输出功率和所述预设系数计算得到副回路密区输出功率的步骤之前，所述方法还包括：

9.一种半导体工艺设备，包括控制器和非对称炉体；其中，所述控制器用于利用上述权利要求1-8任一项所述的方法对所述非对称炉体的温度进行控制。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行上述权利要求1-8任一项所述的方法的步骤。

技术总结
本发明提供了非对称炉体的温度控制方法及半导体工艺设备；对于非对称炉体的各个非对称控温管段，根据每个非对称控温管段的副回路疏区输出功率和该非对称控温管段在当前工艺任务对应的预设系数计算得到副回路密区输出功率，并控制该非对称控温管段的密加热区中加热元件按照副回路密区输出功率进行加热，实现了每个非对称控温管段的副回路密区输出功率跟随副回路疏区输出功率变化，规避了现有炉体辅热管加热与炉体加热温场相互干扰的问题，从而提高了炉体温场分布一致性，满足了半导体工艺设备“快升温、好控温”的设备需求。

技术研发人员：曹景阳,李朝,任志豪,张强,赵福平,李补忠,耿丹,郑建宇
受保护的技术使用者：北京北方华创微电子装备有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/10/10